User relaying system is a cooperative communication scheme between users in order to increase achievable rates of the destination user in downlink network. Using user relay system expands the achievable rate region of general broadcast channel (BC) by using zero-forcing dirty paper coding (ZF-DPC) which is known as an optimal transmission scheme for the downlink channel. In this thesis, we analyze the performance of the user relaying system with applying channel coding methods. First, we calculate outage probability and show that the user relaying system outperforms general BC in terms of reliability as well. However, the mobile users have to operate as a relay in user relaying system, processing complexity or overhead of data forwarding causes severe problem. Channel coding is a practical method to overcome fading effect. We analyze the necessity of the channel coding at the relaying user because the forwarding data at the relaying user is already encoded for source to destination channel once. We simulate with specific encoding scenario for user relaying system by using convolutional code and turbo code both and study the necessity of the channel coding at the relay. Since only the part of the data for user 2 is transmitted by relaying user, re-encoding at the relay will break the balancing of the encoded codeword. So single encoding at the source performs better than separate encoding at the source and relay. Therefore, in this thesis, we conclude that it is not necessary to re-encode at the relaying user in the user relaying system for improving BER or FER performance.
사용자 릴레이는 다운링크 환경에서 모바일 사용자들의 달성 가능한 데이터 전송률을 높이기 위한 사용자 간의 협력 통신 기법이다. 사용자 릴레이를 사용하면 일반적인 브로드캐스트에서 달성할 수 있는 전송률 보다 일정 영역에서 더 높은 전송률을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 사용자 릴레이 시스템에 채널 코딩 기법을 적용하여 성능을 분석하였다. 먼저 아웃티지 확률을 구하여 사용자 릴레이를 사용하는 것이 달성 가능한 데이터 전송률 측면뿐만 아니라 신뢰성 있는 통신을 하는 데에도 일반적인 브로드캐스트 채널보다 더 이득이 있는 것을 확인하였다. 사용자 릴레이에서는 릴레이를 하는 주체가 모바일이기 때문에 데이터를 포워딩 할 때의 복잡도가 중요한 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 컨볼루셔널 코드와 터보 코드를 사용하여 릴레이에서 데이터를 포워딩 할 때 유저간의 채널에서 생기는 손실을 보상하기 위해 다시 한 번 채널 코드를 걸어서 데이터를 보호해야 하는지의 여부를 알아보았다. 실제 실험을 통해 확인한 결과, 터보 코드를 사용하였을 때 모바일 사용자가 재 인코딩을 하지 않고 좀 더 강한 코드 레잇으로 한 번에 코딩을 걸어주는 것이 효율 면에서 더욱 효과적인 것을 확인하였으며, 이는 메시지만을 릴레이를 통해서 전달하였을 경우에도 같은 결과를 내는 것을 확인하였다. 실제적인 환경의 경우 릴레이에서 전송하는 데이터의 양이 상대적으로 적은 양이기 때문에 사용자 릴레이를 하는 경우 릴레이에서 채널 코드를 다시 한 번 걸어 데이터를 보호하는 것이 모든 경우에서 데이터를 코딩 없이 바로 전송하는 것보다 이득이 없는 것을 확인하였다.
